Как и все его прорывные или блокбастерные технологические инновации, которые CATL демонстрировала в течение последних месяцев и лет, натрий-ионный аккумулятор получил большую популярность, когда был представлен почти два года назад.
Вместе с так называемым решением для аккумуляторных батарей AB, которое объединяет натрий-ионные и литий-ионные элементы в один блок, технология натрий-ионных аккумуляторов, представленная 29 июля 2021 года, предлагает эти преимущества по сравнению с существующими устаревшими химическими элементами аккумуляторов, такими как LFP и NCM, по крайней мере, на бумаге: более высокая плотность энергии, более быстрая зарядка, лучшая термическая стабильность, лучшие характеристики при низких температурах и более высокая эффективность интеграции.
Тогда CATL заявила, что плотность энергии натрий-ионного элемента может достигать 160 Втч/кг, а батарея может заряжаться за 15 минут до 80% SOC при комнатной температуре. Более того, в условиях низкой температуры окружающей среды -20°C натрий-ионный аккумулятор сохраняет емкость более 90%, а эффективность его системной интеграции может достигать более 80%. Термическая стабильность натрий-ионных аккумуляторов превышает национальные требования безопасности Китая для тяговых аккумуляторов. Натрий-ионные аккумуляторы первого поколения могут использоваться в различных сценариях электрификации транспорта, особенно в регионах с экстремально низкими температурами.
Как и в литий-ионной батарее, ионы натрия перемещаются между катодом и анодом. Но ионы натрия имеют больший объем и более высокие требования к структурной стабильности и кинетическим свойствам материалов. CATL заявила, что она устранила это узкое место индустриализации, применив берлинский белый материал с более высокой удельной емкостью, и изменила объемную структуру материала, переставив электроны, что обеспечивает быстрое снижение емкости при циклировании материала. Что касается анода, то компания CATL разработала твердый углеродный материал с уникальной пористой структурой, обеспечивающий избыточное накопление и быстрое движение ионов натрия, а также улучшенную производительность цикла.
Используя высокопроизводительную вычислительную платформу и технологию моделирования, основанную на глубоком понимании принципов CATL в сочетании с применением передовых алгоритмов и вычислительных мощностей, CATL исследовала и разработала химическую систему, наиболее подходящую для натрий-ионных аккумуляторов, что позволяет им быстрый путь к индустриализации, и постоянно развиваться. Цель развития плотности энергии натрий-ионных аккумуляторов следующего поколения должна превысить 200 Втч/кг.
Что касается производства, CATL заявила, что натрий-ион совместим с оборудованием и процессами производства литий-ионных аккумуляторов, а производственные линии можно быстро переключать для достижения высокой производственной мощности. В июле 2021 года было объявлено, что к 2023 году планируется сформировать базовую производственную цепочку.
Что ж, сейчас мы находимся почти на полпути к 2023 году, и только недавно, прямо перед Шанхайским автосалоном в этом году, были раскрыты более подробные сведения о первых покупателях натрий-иона.
Одним из них является Chery, которая сделала официальное заявление, когда представила свой бренд iCAR на мероприятии перед выставкой. Первая модель марки iCAR будет питаться от натрий-ионной батареи и, как ожидается, появится на рынке в четвертом квартале этого года. Chery и CATL также объявили о своем совместном бренде аккумуляторов ENER-Q, который представит аккумуляторные системы с ионами натрия, M3P, LFP и NCM для приложений BEV, PHEV и EREV. Ионы натрия также могут найти применение в дополнительных моделях Chery, таких как QQ Ice Cream и Ant.
Хуан Цисен, заместитель директора Исследовательского института CATL, в конце прошлого года открыто указал, что натрий-ионные батареи подходят для электромобилей с запасом хода 400 км или меньше. С аккумуляторным блоком AB натрий-ионная батарея также может поддерживать электромобили с запасом хода до 500 км. CATL также планирует в этом году создать 5 ГВтч производственных мощностей по производству натрий-ионных аккумуляторов, чтобы помочь клиентам и начать коммерциализацию.
Что ж, это та часть, где мы говорим о предостережении для ионов натрия и о том, что не все так радужно, как представлено.
Плотность энергии первого поколения иона натрия довольно хороша. Тем не менее, это меньше, чем у LFP, который составляет 180 Втч/кг, и у NCM, который составляет 300 Втч/кг, поэтому ограничение, указанное Хуангом, подходит для небольших транспортных средств с меньшим радиусом действия, таких как вышеупомянутые модели от Chery, а также BYD Seagull, который, по слухам, в будущем будет питаться от собственных натрий-ионных аккумуляторов BYD. Хотя решение аккумуляторной батареи AB, сочетающее в себе различные химические вещества, несколько увеличивает запас хода, у нас уже есть примеры этого на рынке: батарея Nio емкостью 75 кВтч, по сути, представляет собой гибридную батарею, использующую как химию LFP, так и NCM.
CATL представила аккумулятор AB и натрий-ионный элемент на автосалоне в Шанхае. Я провел там некоторое время, обучаясь у инженеров и пытаясь получить информацию о текущем состоянии индустриализации ионов натрия. Инженер, с которым я разговаривал, подтвердил СОП еще до конца года, но подчеркнул, что потребуется некоторое время, чтобы наладить цепочку поставок, особенно исходное сырье.
«Узким местом остаются эти материалы, характерные для натрий-ионных аккумуляторов», — сказал мне инженер. «И это требует времени, чтобы цепочка поставок созрела, а производство увеличилось». Он также сказал мне, что первоначальный объем производства автомобиля iCAR с ионами натрия не будет таким большим, что опять же зависит от цепочки поставок. Натрий-ионные элементы будут интегрированы непосредственно в блок с использованием технологии CATL Cell-to-pack или CTP, которая затем будет интегрирована в шасси.
Нет никаких сомнений в том, что мы определенно увидим, как ион натрия будет использоваться в серийных автомобилях, которые вскоре смогут купить китайские потребители. Тем не менее, потребуется некоторое время, чтобы нарастить значительные объемы, которые мы можем назвать мейнстримом, такие как LFP и NCM сегодня.
Лэй Син — признанный авторитет на рынке электромобилей в Китае и соведущий подкаста China EVs & More;
Вам также может понравиться
- Tailg выступает за электрическое путешествие для зеленого и низкоуглеродного развития
- Китайский производитель аккумуляторов для электромобилей CATL планирует построить завод в США
- Натрий-ионные аккумуляторы от CATL и BYD будут устанавливаться в серийные автомобили к четвертому кварталу 2023 года
- Натрий-ионные аккумуляторы CATL дебютируют в электромобилях Chery Auto
- Компания BYD опубликовала официальные фотографии электромобиля Seagull стоимостью 11 600 долларов.
